VTI National Transport Research Database

En best-practice guide för utmattningsdimensionering av svetsade brodetaljer i stål. (A best-pactice guide for the fatigue desing of welded bridge details)

  • Kliger, Robert
  • Chalmers tekniska högskola AB, Universitet eller högskola, 556479-5598
Sponsors, duration, budget: Vägverket ; 2006-01-02 -- 2009-12-31 ; 20000 kronorRegistration number:
  • Vägverket AL90 B 2005:16288
Subject(s): Abstract: Livslängden hos stål- och samverkansbroar bestäms i många fall av deras utmattningshållfasthet. Detta gäller såväl vid dimensionering av nya broar som vid analys av resterande livslängd hos befintliga broar. I en nyligen avslutad förstudie som finansierades av Banverket har de kunskaper resp. kunskapsbrister som föreligger inom problemområdet identifierats. Förstudien baserades dels på en utförlig litteraturstudie, dels på diskussioner och samråd med en referensgrupp med verksamma brokonstruktörer. Två huvudområden dit forskningsinsatserna inom problemområdet bör riktas har identifierats: 1. Klassificering av svetsade brodetaljer vid utmattningsdimensionering/-analys: Det råder i många fall en viss osäkerhet och i många fall även oenighet om hur vissa svetsade detaljer i stålbroar bör klassificeras. Problem kan uppstå när den aktuella detaljen skall relateras till en lämplig utmattningsklass i normen och/eller vid bestämning av spänningskomponenten som styr utmattningshållfastheten. 2. Utformning av brodetaljer: Detaljutformningen av förband och element utsatta för utmattningslaster är avgörande för deras utmattningshållfasthet. Den grundläggande principen att undvika spänningskoncentrationer är välkänd. I många fall föreligger dock en viss osäkerhet om hur vissa detaljer bör utformas för att en god utmattningshållfasthet ska erhållas. Exempel på sådana detaljer som har tagits upp i förstudien är balkskarvar med eller utan notchar, tvärskott och tvärgående avstyvningar och balkar med påläggsplåtar. Merparten av de utmattningsskador som har rapporterats för stål- och samverkansbroar både i Sverige och utomlands är av den typen som orsakas av sekundära effekter (deformationsinducerade utmattningssprickor). Skadorna har en sådan karaktär att de endast kan undvikas genom bra detaljutformning. Konventionella metoder för utmattningsberäkning, t.ex. nominellspänningsmetoden kan alltså inte tillämpas här. Syftet med det föreslagna projektet är att ta fram bättre underlag och tydligare regler för dimensionering och analys av utmattningshållfastheten hos olika detaljer i stålbroar. Ett mål som har identifierats under arbetet med förstudien är att ta fram ett arbetsdokument som befrämjar god detaljutformning och utförande av svetsade detaljer i stålbroar. De engelska begreppen ”Best Practice” och ”Good Design Practice” har använts för att beskriva ett sådant dokument. Ett arbetsdokument med detta innehåll saknas tyvärr idag.Abstract: Problem definition and research needs The life span of exisiting steel and composite bridges (S&C bridges) is often governed by their fatigue performance. Also for new bridge construction, the design of S&C bridges is generally governed by the fatigue strength of various bridge elements and details. Proper fatigue design of various elements and details in bridge structures is often a complex procedure. The choice of suitable detail categories (fatigue classes) is not always straightforward. In addition, there is often some uncertainties regarding how different connections and elements should be detailed in order to obtain a good fatigue performance. An introductory study, involving a number of bridge designers and engineers, has lately been concluded in Sweden. The results show that there is today a great need for a “best-practice document” which provides better foundation and clearer rules for how detailing and design of bridge members and connections should be made in order to obtain good fatigue resistance. Two major areas towards which the research offert in this field should be directed were identified: 1. Classification of welded bridge details for fatigue analysis and design: there is in many cases som uncertainities (and sometimes disagreement) regarding how specific bridge detail should be classified. The problem appear when the detail is to be correlated to suitable fatigue class in the codes and/or when the stress component(s) controlling the fatigue strength is (are) to be identified. 2. Detailing of bridge members and connections: there is in many cases a lack of knowledge regarding how some bridge elements and connections should be detailed to acquire good fatigue performance. The majority of fatigue damage cases that have been reported to S&C bridges in Europe and outside are of the so-called deformation-induced fatigue damage, which are caused by secondary effects. Common for all these fatigue damage cases is that they only can be avoided by adopting propor detailing. Conventional methods for the fatigue analysis and design (e.g. the nominal stress method) cannot be applied here. Aim and objectives The aim of the proposed research project is to provide the designers and workshop engineers in the steel industry with a Best Practice Guide for the design and analysis of structural steel details subjected to fatigue loading.
Item type:

Powered by Koha